團(tuán)發(fā)電技術(shù)日POWER TECHNOLOGY_600MW機(jī)組循環(huán)水泵增容改造及經(jīng)濟(jì)性研究甘淑芳(江西贛能股份有限公司豐城二期發(fā)電廠,江西豐城331100)摘要:針對(duì)豐城 二期發(fā)電廠4臺(tái)循環(huán)水泵增容改造的實(shí)例，詳細(xì)介紹了循環(huán)水泵最佳改造方法,并根據(jù)改造后的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),計(jì)算出對(duì)機(jī)組真空及經(jīng)濟(jì)性的影響。關(guān)鍵詞:汽輪機(jī);循環(huán)水泵;增容改造;流量真空中圖分類號(hào): TM621 .文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: B臺(tái)循環(huán)水泵通過(guò)取水頭經(jīng)取水涵管從贛江取水,供兩0引言臺(tái)機(jī)使用。循環(huán)水系統(tǒng)采用母管式,-臺(tái)機(jī)采用- -根DN3200的母管供水,兩根母管用聯(lián)絡(luò)廣門聯(lián)接。采用在國(guó)家出臺(tái)了--系列具有強(qiáng)制性節(jié)能措施的-機(jī)雙泵的形式。循環(huán)水泵電機(jī)功率為3500 kW,大背景下，節(jié)能降耗已成為各火力發(fā)電廠生產(chǎn)中電壓等級(jí)為6 kV。凝汽器為上海動(dòng)力設(shè)備有限公司的重要任務(wù)。為此，各發(fā)電集團(tuán)及火電廠均設(shè)法通過(guò)生產(chǎn)的N-40000型,其形式為雙背壓、雙殼體、單流各種途徑來(lái)提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)水平，600 MW機(jī)程、表面式、橫向布置,它由低壓側(cè)的凝汽器A和高壓組凝汽器真空值是影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)性和安全性的重側(cè)的凝汽器B組成。水泵性能參數(shù):要指標(biāo),因此保證凝汽器最佳真空是發(fā)電廠節(jié)能1) -臺(tái)660 MW機(jī)組配二臺(tái)水泵,并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。據(jù)估算,凝汽器真空度每提高為循環(huán)水泵設(shè)計(jì)運(yùn)行工況點(diǎn),每臺(tái)泵設(shè)計(jì)運(yùn)行工況保1% ,則機(jī)組的煤耗下降1%。凝汽器真空值受到凝證點(diǎn)為: Q=9.8m'/s, H=26.2m,η≥85 %。汽器的傳熱性能真空系統(tǒng)嚴(yán)密性、循環(huán)水溫度及2) -臺(tái)660 MW機(jī)組配-臺(tái)水泵運(yùn)行時(shí)為循環(huán)循環(huán)水流量以及真空泵等因素影響。由于循環(huán)水水泵工況點(diǎn),每臺(tái)泵設(shè)計(jì)運(yùn)行工況保證點(diǎn)為: Q=泵的功率在廠用電率中占較大比例,故提高循環(huán)13.0 m/s, H=21.4m, η≥88%。.水泵的出力和效率、優(yōu)化循環(huán)水量匹配是提高機(jī)1.2 改造背景組真空、降低機(jī)組煤耗的有效途徑。電廠在循環(huán)水泵設(shè)計(jì)選型的時(shí)候,夏季工況的時(shí)本文以豐城二期發(fā)電廠四臺(tái)循環(huán)水泵增容改候贛江設(shè)計(jì)水位是按21.15 m設(shè)計(jì)計(jì)算的,而冬季是造為背景，詳細(xì)介紹了循環(huán)水泵最佳改造方法,并按20.22 m設(shè)計(jì)計(jì)算的。最后計(jì)算出來(lái)夏季水泵需根據(jù)改造后的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),計(jì)算出對(duì)機(jī)組真空及經(jīng)要的總揚(yáng)程為24.70 m,冬季為20.9 m。所以最后選濟(jì)性的影響。定循環(huán)水泵揚(yáng)程為21.2~25.5 m。但隨著江水水位的逐年下降,現(xiàn)在實(shí)際的江水位出現(xiàn)了較大的變化,夏1循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備概述及改造背景季水位基本維持在17~18 m左右運(yùn)行,而在2009年的11月份贛江水位- -度到達(dá)歷史最低水位15.9 m。比1.1設(shè)備概述當(dāng)時(shí)循泵設(shè)計(jì)的時(shí)候贛江水位低4 m多,導(dǎo)致循環(huán)水豐城二期發(fā)電廠的循環(huán)水系統(tǒng)為開式循環(huán),由四泵嚴(yán)重偏離了設(shè)計(jì)工況運(yùn)行,將2009年6月3日與中國(guó)煤化工作者簡(jiǎn)介:MHCNMH G甘淑芳(1977-),女，工程師,從事電廠節(jié)能管理工作。32江.2009年10月11日兩天6號(hào)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,如也基本在3500~3 600 kW,但泵由SEZ2000- 1670/表1所示。1350型變成了SEZ2000-1680/1300型,循泵的設(shè)計(jì)表1 6號(hào)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)總表水位變成16.3 m,泵的流量在贛江水位達(dá)到16.3 m的贛江水位機(jī)組平均負(fù) 凝汽器真河水溫 低壓缸排汽溫時(shí)候增加明顯,可以適應(yīng)目前贛江水位的情況，滿足參數(shù)/n荷/MW空/Pa度/C .度/C機(jī)組運(yùn)行的要求。2009年621.5432.595.19223.2593.32.1泵運(yùn)行性能曲線分析2009年1016.54394.24423.53635.69根據(jù)水泵廠家提供舊泵與新泵運(yùn)行性能曲線可月11日從上面的數(shù)據(jù)可以看出,在機(jī)組平均負(fù)荷相差不以看出; .大的情況下,河水溫度基本相同,由于贛江水位不同,第一,新泵運(yùn)行的最大揚(yáng)程達(dá)到了34.5 m,已經(jīng)凝汽器真空相差達(dá)到了0.95 kPa,折算成對(duì)煤耗影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了舊泵最大28 m的揚(yáng)程, 新泵的運(yùn)行效率也到了最佳;也達(dá)到了3克以上。與水泵廠家的技術(shù)專家進(jìn)行溝通后,經(jīng)過(guò)計(jì)算后第二,新泵流量增加明顯。在揚(yáng)程一樣的情況認(rèn)為:根據(jù)記錄運(yùn)行參數(shù),水泵目前實(shí)際運(yùn)行的揚(yáng)程.下,新泵流量比舊泵的流量明顯增加。水泵出口揚(yáng)程在25 ~ 29 m,軸功率約3160 kW;在揚(yáng)程29 m時(shí),已越大,新泵流量增加比舊泵更明顯,也就是說(shuō)在水位經(jīng)超出目前水泵的最小流量點(diǎn)的范圍,水泵長(zhǎng)時(shí)間在越低的情況下,新泵的流量比舊泵的流量有更大的小流量運(yùn)行,不僅造成機(jī)組的真空不理想，影響機(jī)組2.2新泵并列運(yùn)行分析增加。的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,而且循泵在不可靠區(qū)域運(yùn)行,可能產(chǎn)生Hc=K+ BQ(1)振動(dòng)、汽蝕等,嚴(yán)重影響機(jī)組的安全運(yùn)行。而與省內(nèi)同類型電廠黃金埠電廠相比,在凝汽器端差、真空嚴(yán)其中:Hc一泵運(yùn)行狀態(tài) 下的總揚(yáng)程;K-靜揚(yáng)程;密性基本相同,平均負(fù)荷相差也不大的情況下,凝汽B-一與泵和管道有關(guān)的一 個(gè)常數(shù);器真空比黃金埠電廠小,相差最大的達(dá)到了1.89%，Q一流量。 .如果折算成對(duì)煤耗影響就達(dá)到了5克以上。由于循環(huán)水管路長(zhǎng),且循環(huán)水管道運(yùn)行后內(nèi)壁出現(xiàn)如貝殼類的微生物,引起管道實(shí)際運(yùn)行的水阻2改造方案的論證 與實(shí)施比設(shè)計(jì)大,即B增大,使設(shè)計(jì)的管道特性曲線變陡,高效系列化節(jié)能的泵,是泵節(jié)能的根本措施,從而當(dāng)贛江水位上升，引起靜揚(yáng)程K減少,使特性曲設(shè)計(jì)方面考慮提高泵效率的方法有多種,但主要的線下移。措施是采用三元流動(dòng)葉輪,可使在同等流量、壓力條假設(shè)目前舊泵運(yùn)行的流量為4 m/s,那么可以計(jì)件下的泵效率提高。在泵的改造過(guò)程中,應(yīng)用高效葉算出現(xiàn)在的管道的阻力,也就是可以得出相應(yīng)的實(shí)際輪代替舊的低效葉輪或葉片可以取得理想的效果。管路特性,根據(jù)這個(gè)實(shí)際運(yùn)行的管路曲線,就可以得根據(jù)循環(huán)水泵目前運(yùn)行性能狀況,決定在不改變循環(huán)出實(shí)際運(yùn)行的新泵的流量數(shù)據(jù),如表2所示。表2新泵的流量數(shù)據(jù)水供水管道,不改變循環(huán)泵及電機(jī)外形安裝尺寸的基低水位2泵并聯(lián)低水位1泵礎(chǔ)上,達(dá)到循環(huán)泵的增容優(yōu)化改造的目標(biāo)。經(jīng)過(guò)調(diào)研和多方論證，最終形成了- -系列可行流量/(m'/s)7.7251的方案并由水泵廠家對(duì)循環(huán)泵實(shí)施改造。泵出口揚(yáng)程/m34.526.4管道可以保持不變,泵的筒體也不變,只是改變泵功率/kW11.199.72的葉輪,將原來(lái)由3片式葉輪改為4片式葉輪,葉輪設(shè)計(jì)水位/m16.17的出口直徑由φ1670變?yōu)棣? 680, 進(jìn)口由φ1 350注:假設(shè)現(xiàn)中國(guó)煤化工,得出管道阻力后變?yōu)橹?300。改變的部件也不多，配套的電機(jī)功率計(jì)算出的新泵流TYHCNMHG2014年第4期/總第169期8發(fā)電技術(shù)日POWER TECHNOLOGY.從上面的數(shù)據(jù)也可以知道,在這種情況下,改造后新舊兩臺(tái)泵參數(shù)對(duì)比也可以看出,改造后電機(jī)功的泵流量由改造前的4 m'/s變成了現(xiàn)在的7.725 m'/s,率增加大約為120 kW,增加的這部份功率折算成泵的流量增加達(dá)到了93%。電機(jī)電流約為14 A,而我們現(xiàn)在電機(jī)運(yùn)行最大的由于目前運(yùn)行的總揚(yáng)程Hc和靜揚(yáng)程K是- -定電流也就是390 A以下,相對(duì)于額定電流428 A來(lái)的,隨著Q的增大,也就是說(shuō)B減小，管道特性曲講也有足夠的裕量。線就會(huì)變得更平緩,新泵的流量也會(huì)隨之增大。為配合循泵改造,防止在迎峰度夏期間出現(xiàn)電2.3 新泵改造后對(duì)電機(jī)功率和電流影響分析機(jī)運(yùn)行溫度過(guò)高的情況,我們同時(shí)對(duì)電機(jī)的冷卻新泵設(shè)計(jì)贛江水位是按照16.3 m設(shè)計(jì),如果贛系統(tǒng)也做改造,因此也可避免--些預(yù)想不到的因江出現(xiàn)洪水的時(shí)候,泵的電機(jī)也不會(huì)出現(xiàn)超功率素造成電機(jī)超溫的情況發(fā)生。及超電流的情況，因?yàn)閺纳厦娴墓β侍匦郧€可以看出,電機(jī)最大功率是3280 kW,贛江水位上升，3改造 后泵的流量與未改造的泵的流量相泵的揚(yáng)程減少,電機(jī)運(yùn)行的功率會(huì)隨之減小,泵運(yùn)比行的流量會(huì)增加。最大功率3280 kW距離電機(jī)額定功率3500kW還有一定的裕量,電機(jī)在贛江各2010年11月30日,完成了對(duì)6號(hào)機(jī)11.12號(hào)循種水位下也不會(huì)出現(xiàn)超電流運(yùn)行;且從上面改造.環(huán)水泵的節(jié)能改造,為了更好地驗(yàn)證循環(huán)水泵改表3 11號(hào).12號(hào)循環(huán)水泵流量 與10號(hào)循環(huán)水泵流量對(duì)比數(shù)據(jù)泵電機(jī)運(yùn)行電凝汽器回水蝶電科院現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)與改造前的10號(hào)循環(huán)水泵項(xiàng)目?jī)?nèi)容泵出口壓力/kPa回水蝶閥贛江水位/m流量/m/s相比流量增加/% .流/A11號(hào)泵單泵運(yùn)行參數(shù)84.71005016.311.315.5改造后泵運(yùn)行參數(shù)12 號(hào)泵單泵運(yùn)行參數(shù)38811010.9712.511號(hào).12號(hào)泵并泵運(yùn)行參數(shù)391409<11/12) 16/8811/12)0017.78改造后泵運(yùn)行參數(shù)10 號(hào)泵單泵運(yùn)行參數(shù)9.78循環(huán)水泵電機(jī)額定電流為428 A,額定功率為3500kW表4 12號(hào)循環(huán)水泵改造后與沒(méi)有改造的10號(hào)循環(huán)水泵機(jī)組運(yùn)行情況數(shù)據(jù)對(duì)比序號(hào)機(jī)組時(shí)間循環(huán)水溫機(jī)組負(fù)荷/MW Dcs背壓值/kPADEH背壓值/ DCS背壓平均DEH背壓平均背壓平均差循環(huán)水泵泵運(yùn)行電度/CkPA差值/kPA值/kPA運(yùn)行情況5號(hào)機(jī)組3723.92/4.183.7/4.310號(hào)泵.370.172010.12.11-0.1450-0.0726號(hào)機(jī)組3704.12/4.273.9/4.112號(hào)泵391.265044.24/5.134.0/5.210泵370.14.50.080.150.1155014.40/4.814.2/4.712號(hào)泵391.264.51/5.984.3/6.110號(hào)泵370.174.30.50.0.565584.51/4.924.3/4.9255.32/6.965.1/7.110號(hào)泵373.8201.11.16 16.170.805 .0.852264.83/5.844.5/5.912號(hào)泵391.0616.40/8.586.11/8.69中國(guó)煤化工10號(hào)泵370.02010.11.108.9CNMHG.MYH645.57/7.445.41/7.3284江的峰咖i造后的效果,在12月7日,對(duì)循環(huán)水泵流量進(jìn)行了臺(tái)機(jī)四臺(tái)循環(huán)水泵全部改造后,在循環(huán)水溫為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)。下面就實(shí)測(cè)的改造后的11、12號(hào)循環(huán)18.9 C情況下(接近機(jī)組設(shè)計(jì)的年平均循環(huán)水溫度水泵流量與未改造的10號(hào)循環(huán)水泵流量對(duì)比數(shù)據(jù)20C) ,年平均負(fù)荷70%，真空提高了0.6 kPa,降低如表3所示。了機(jī)組煤耗:從表3的數(shù)據(jù)可以看出,改造后單泵的流量都315 g/kW.h(機(jī)組年均煤耗) x 1.34%x0.6X比改造前流量增加超過(guò)10%,最大的11號(hào)循環(huán)水70%(年均負(fù)荷率) =1.79 g/kW.h泵達(dá)到了15.5%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了項(xiàng)目立項(xiàng)時(shí)的估算按年發(fā)電量60億計(jì)算,標(biāo)煤價(jià)760元/噸計(jì)算,值，且改造后循環(huán)水泵電機(jī)的電流全部在額定電可以降低年發(fā)電成本:流以下運(yùn)行,達(dá)到了僅改造泵達(dá)到增容的目標(biāo)。5.5 x 109 kW.h(年發(fā)電量)x 1.79 g/kW.hx 10~°X760元(標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià))=748.2萬(wàn)元4改造后對(duì)機(jī)組真空及經(jīng)濟(jì)性的影響而4臺(tái)泵的改造費(fèi)用和配套電機(jī)冷卻系統(tǒng)改造費(fèi)用、泵現(xiàn)場(chǎng)施工費(fèi)用等全部費(fèi)用為434萬(wàn)元，兩臺(tái)機(jī)組同時(shí)在AGC投人的情況下,改造后改造一年內(nèi)不僅可收回成本,且大大提高了機(jī)組循環(huán)水泵與沒(méi)有改造的循環(huán)水泵供水的機(jī)組,背運(yùn)行的安全性。壓及其它數(shù)據(jù)的運(yùn)行情況對(duì)比如表4。從表4的數(shù)據(jù)可以看出:5結(jié)束語(yǔ)1)從第1組數(shù)據(jù)可以看出,當(dāng)兩臺(tái)機(jī)組負(fù)荷都為370MW時(shí),兩臺(tái)機(jī)組的背壓基本一致,因?yàn)閺囊淹瓿傻难h(huán)水泵改造效果來(lái)看,其經(jīng)濟(jì)效益此時(shí)機(jī)組負(fù)荷低,相對(duì)熱負(fù)荷也低,循環(huán)水量多少大大超出了項(xiàng)目立項(xiàng)時(shí)的預(yù)期。在不改變循環(huán)水供對(duì)機(jī)組真空的影響不明顯,兩臺(tái)機(jī)組影響背壓的水管道、不改變循環(huán)泵及電機(jī)外形安裝尺寸的基礎(chǔ)其它條件(包括凝汽器端差、機(jī)組真空嚴(yán)密性)也. 上,通過(guò)加大葉輪直徑,增大葉片入口角和開口數(shù)葉基本一致;片出口角,對(duì)循環(huán)水泵進(jìn)行改造,提高了泵的效率、增2)負(fù)荷從低到高,兩臺(tái)機(jī)背壓相差也從低到大了泵的出口流量,更適應(yīng)目前贛江水位的情況,提高，到660 MW的時(shí)候兩臺(tái)機(jī)組的真空相差達(dá)到了高機(jī)組運(yùn)行安全性的同時(shí)大大降低機(jī)組煤耗,提高了1kPa;也就是隨著熱負(fù)荷的增加，5號(hào)機(jī)組因未改機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。造而引|起的循環(huán)水量不足的問(wèn)題就顯現(xiàn)出來(lái)了;3)根據(jù)凝汽器向上的放射特性曲線,隨著循參考 文獻(xiàn):環(huán)水溫度的增加,循環(huán)水量對(duì)機(jī)組真空的影響也增大,如果到了夏季工況，循環(huán)水量對(duì)真空的影響[1]郭聰明,劉俊.汽封改進(jìn)在火電站節(jié)能中的應(yīng)用[0].華北電將會(huì)超過(guò)1 kPao力技術(shù),2011,37(2). .2009年電廠全年機(jī)組背壓是5.11 kPa,根據(jù)上[2]魏新利,付衛(wèi)東,張軍等泵與風(fēng)機(jī)節(jié)能技術(shù)[M].北京:化學(xué)汽廠提供的真空對(duì)機(jī)組熱耗的影響修正曲線,背壓[3]丁俊齊，劉福郭,徐海東循環(huán)水泵在線優(yōu)化運(yùn)行.汽輪機(jī)工業(yè)出版社,2010.在4.9-8.29 kPa區(qū)間時(shí),當(dāng)背壓升高1 kPa, 可以引技術(shù),2004, 46(5).起熱耗變化為1.34%,引起煤耗的變化1.34%。兩中國(guó)煤化工MHCNMH G2014年第4期/總第169期85